电磁场与电磁波教学大纲
《电磁场与电磁波》教学大纲
大纲说明
课程代码：0806521001
总学时：48学时（讲课48学时）
总学分： 3学分
课程类别：必修
适用专业：电子信息工程
预修要求：高等数学、大学物理
课程的性质、目的、任务：本课程是电子类各专业主要课程的核心内容都是电磁现象在特定范围、条件下的体现，分析电磁现象的定性过程和定量方法是电类各专业学生掌握专业知识和技能的基础之一，因而电磁场与电磁波课程所涉及的内容，是合格的电子类专业本科学生所应具备的知识结构的必要组成部分。不仅如此，电磁场理论又是一些交叉领域的学科生长点和新兴边缘学科发展的基础。学好电磁场理论将增强学生的适应能力和创造能力。因此本课程的作用不仅是为进一步学习准备必要的基础，更为深远的是关系到所培养学生的基本素质，因此“电磁场与电磁波”课程在教学计划中应占有重要地位，它是电子类专业本科学生的一门技术基础课。
（1） 在大学物理电磁学的基础上,进一步掌握宏观电磁场的基本规律，并结合各专业实际介绍其技术应用的基本知识；
（2） 通过教学，培养学生用场的观点对电器工程中的电磁现象和电磁过程进行定性分析和判断的能力，了解进行定量分析的基本途径，为进一步学习和应用各种较复杂的电磁场计算方法打下基础；
（3） 通过电磁场理论的逻辑推理，培养学生正确思维和严谨的科学态度
教学基本方式：本课程以课堂讲授为主，每章安排一定数量的课外作业。课堂教学将充分利用计算机技术；教材配有相应的习题集，课内外学时比大约为1：2。C A I课件可充分利用校图书馆资料及电子科技大学国家级精品课程——《电磁场与电磁波》网络课程，为学生提供全天候的帮助。
大纲的使用说明：本校四年制电子信息工程专业使用本大纲。。
大纲正文
第一章 矢量分析 学时：6学时（讲课6学时） 基本要求：理解梯度、散度和旋度的概念，掌握其运算方法与规律。
重 点：标量场的梯度、矢量场的散度和旋度；散度定理和斯托克斯定理及其应用。
难 点：不同坐标系中的矢量微元、面积元和体积元；线、面和体积积分；散度、旋度的意义及亥姆霍兹定理的意义。
教学内容：绪论、矢量场的通量、散度，矢量场的环流、旋度，标量场的梯度，亥姆霍兹定理
第二章 电磁场的基本物理量和基本实验定律 学时：5学时（讲课5学时）基本要求：了解电介质的极化现象及其极化电荷分布，了解磁介质的磁化现象及其磁化电流分布，电流及电流连续性方程的概念，理解电场和磁场的概念，掌握电场强度与磁感应强度的积分公式，会计算一些简单源分布所产生的场。理解静电场基本方程及其边界条件；恒定磁场的基本方程及其边界条件。
重 点：电场强度与磁感应强度的积分公式。
难 点：电流体分布和电流面分布；电场强度和磁感应强度的积分公式的应用。
教学内容：电荷、电流、连续性方程，库仑定律、电场强度、积分公式，安培力定律、磁感应强度、积分公式，介质极化、磁化，介质中的场方程、边界条件
第三章 静态电磁场及其边值问题的解 学时：23学时（讲课23学时）基本要求：掌握静电场的基本方程与基本性质，掌握标量电位及其微分方程，理解静电场的惟一性定理及其重要意义，掌握静电场的边界条件，掌握恒定电场的基本方程与边界条件，会计算电容、电阻以及电场能量。掌握恒定磁场的基本方程与基本性质，了解矢量磁位及其微分方程，掌握恒定磁场的边界条件，会计算电感以及电场能量。了解分离变量法解题的基本步骤， 能够用分离变量法求解直角坐标中的一些简单的二维边值问题，掌握镜像法解题的基本原理，会用镜像法求解一些典型问题。
重 点：静电场基本方程及其边界条件；电位函数及其满足的方程和边界条件；高斯定理和边界条件的应用；电场的能量。恒定磁场的基本方程及其边界条件；矢量位函数。惟一性定理；镜像法。
难 点：高斯定理和边界条件的应用；电位参考点的选择。安培环路定理和边界条件的应用；电感计算中磁链的理解。镜像源的确定和计算。
教学内容：真空中静电场方程，电位及泊松方程，唯一性定理、介质中的高斯定律，边界条件、电场能量，恒定电场，真空中磁场的基本方程，矢位，磁介质中的场方程、边界条件，电感、磁能，直角坐标中的分离变量法，镜像法。
第四章 时变电磁场 学时：5学时（讲课5学时） 基本要求：掌握电磁感应定律以及位移电流的概念，牢固掌握麦克斯韦方程并理解其深刻含义，掌握电磁场的边界条件，理解坡印廷定理意义和坡印廷矢量的概念，了解电磁波动方程和动态位。
重 点：位移电流的引入；麦克斯韦方程和波动方程；电磁场的边界条件；坡印廷定理和坡印廷矢量；动态矢量位和标量位。
难 点：位移电流的引入；坡印廷定理和坡印廷矢量的物理意义。
教学内容：电磁感应、位移电流，麦克斯韦方程、边界条件，坡印廷定理、波动方程定律，动态位。
第五章 均匀平面电磁波 学时：9学时（讲课9学时）基本要求：掌握正弦电磁场复数表示方法，掌握平面电磁波在理想介质和导电媒质中的传播规律，理解电磁波的极化概念，掌握平面波在两种不同媒质分界面上的反射与折射规律。
重 点：均匀平面波在理想介质中和在损耗媒质中的传播特性；电磁波的极化特性；均匀平面波对平面分界面的垂直入射和斜入射。
难 点：均匀平面波传播特性的掌握；圆极化波旋向的判定；沿任意方向传播的均匀平面波的表示、波矢量；斜入射的分析。
教学内容：亥姆霍兹方程、平均坡印廷矢量，理想介质中的平面波，波的极化、导电媒质中的平面波，对分界面的垂直入射，斜入射。
第六章 电磁辐射和导行电磁波（自学）
基本要求：了解滞后位的概念。掌握电基本振子的辐射场，能在理解对偶原理的基础上，掌握磁基本振子的辐射场。了解天线的电参数。了解沿均匀导波装置传输电磁波的一般分析方法。对矩形波导、圆形波导和谐振腔有基本的了解。
重 点：电基本振子的辐射场；天线的电参数。
难 点：滞后位
教学内容：滞后位；电基本振子的辐射场；天线的电参数；均匀导波装置传输电磁波的一般分析方法；矩形波导、圆形波导和谐振腔。
本课程对学生自学的要求：对各章的重点和难点应当在上课之前进行自学，领会章节中的基本概念和主要方法。同时要看一些课外的参考书籍，从而进一步加深对基本概念和基本方法的理解和掌握。。
课时数分配表：
序
列 内容 学时 作业
1矢量分析 61
2电磁场的基本物理量和基本实验定律 51
3静态电磁场及其边值问题的解 233
4时变电磁场 51
5均匀平面电磁波 91
6电磁辐射和导行电磁波（自学）
总计 48学时 7次
考核方式与评分说明：
采取半开卷的方式与平时学习相结合，期末考试占总成绩的70％，平时占30％；试卷的形式主要有选择题、填空题 、判断题、简答题、综合题等形式。
推荐教材：
谢处方等.《电磁场与电磁波》（第四版）.北京：高等教育出版社，2006年1月。
参考书目：
1.冯林等.《电磁场与电磁波》，机械工业出版社，2004年5月。
2.杨显清等编著，《电磁场与电磁波》，国防工业出版社，2003年7月。
3.赵家升等编著.《电磁场与电磁波（第4版）教学指导书》，北京：高等教育出版社，
2006年5月。
4.S o m e d a C G.E l e c t r o m a g n e t i c W a v e s.C h a p m a n&H a l l，1998
5.W a i t J R.E l e c t r o m a g n e t i c W a v e T h e o r y.H a r p e r&R o w，1985
6.B o r n M，W o l f E.P r i n c i p l e s o f O p t i c s(7t h).C a m b r i d g e U n i v e r s i t y P r e s s,1999
7.王家礼，朱满座等编，《电磁场与电磁波》，西安电子科技大学出版社，2000
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